Kristen Jaymes Stewart wurde am 9. April 1990 in Los Angeles, Kalifornien geboren. Sie hat noch einen älteren Bruder namens Cameron und zwei Adoptivbrüder, Taylor und Dana. Ihr Vater John Stewart ist Fernsehproduzent beim amerikanischen Sender Fox. Ihre Mutter Jules Mann-Stewart stammt aus Queensland, Australien und ist Script Supervisor in Hollywood. Stewart besuchte die Schule bis zur siebten Klasse. Danach nahm sie Privatunterricht und machte 2009 ihren Highschoolabschluss.
Ihre Karriere startete Stewart mit acht Jahren, als ein Schauspielagent bei einer Theateraufführung ihrer Grundschule auf sie aufmerksam wurde, was zu einem kurzen Auftritt im Disney-TV-Film Das dreizehnte Jahr (1999) führte. Es folgte eine Komparsenrolle in Die Flintstones in Viva Rock Vegas (2000). Außerdem wirkte sie in mehreren Werbespots mit, unter anderem machte sie Werbung für die Automarke Porsche.
Ihre erste größere Rolle spielte Stewart in The Safety of Objects (2001), wo sie die burschikose Tochter einer unruhigen alleinerziehenden Mutter (Patricia Clarkson) verkörperte. Sie konnte jedoch erst in dem Film Panic Room aus dem Jahre 2002 erstmals auf sich aufmerksam machen. Hier übernahm sie die Rolle der Sarah Altman, der zuckerkranken Tochter von Jodie Foster und ersetzte dabei Hayden Panettiere kurz vor Drehbeginn. Weiters spielte sie die Tochter von Dennis Quaid und Sharon Stone im Thriller Cold Creek Manor (2003). Im US-Remake des dänischen Kinderfilms Kletter-Ida, Mission: Possible (2004), spielte Stewart eine der Hauptrollen. Im Alter von 13 Jahren übernahm sie in Speak (2004) die Rolle einer Highschool-Schülerin, die von einem älteren Mitschüler auf einer Party vergewaltigt wird und dies jedoch niemandem anvertrauen kann. Dieser Film ist in Deutschland nie erschienen.
Im Jahr 2005 spielte Stewart in Fierce People neben Diane Lane und Donald Sutherland sowie in dem Fantasie-Abenteuer-Film Zathura als die große, unverantwortliche Schwester Lisa zweier kleiner Brüder, die ihr Haus in ein Raumschiff verwandeln, während sie ein Brettspiel spielen. 2006 übernahm Stewart die Rolle des Teenagers Lucy Hardwicke in dem romantischen Drama Im Land der Frauen mit Meg Ryan und O.C. California-Star Adam Brody. Der Film, sowie Stewarts Leistung, stieß auf gemischte Reaktionen.2008 spielte Stewart in dem Drama The Cake Eaters die Rolle der 15-jährigen, schwer kranken Georgia. Außerdem spielte sie an der Seite von William Hurt und Maria Bello in der Neuverfilmung des Dramas Das gelbe Segel die Rolle der Martine. Im selben Jahr wirkte sie in dem Film Into the Wild - Die Geschichte eines Aussteigers von Sean Penn mit. Darin spielte sie die Rolle der Tracy, einer jungen Sängerin, die ein Auge auf den Hauptcharakter, den jungen Abenteurer Christopher McCandless (Emile Hirsch) geworfen hat. Salon.com beschrieb ihre Arbeit als eine "stabile, sensible Leistung".Es gab aber auch weniger gute Kritik über ihre Rolle.
Stewart lebt seit 2008 in Woodland Hills, Los Angeles.
Bei den Dreharbeiten zu Speak lernte sie ihren Co-Star Michael Angarano kennen. Zwei Jahre später wurden die beiden ein Paar, trennten sich 2009 jedoch wieder.